基坑工程地下连续墙成槽施工及检测技术研究

王海滨

（北京城建华夏基础建设工程有限公司，北京 101111）

1 引言

在地下结构的施工过程中，为应对地下水和地基稳定性低等因素对工程的不利影响，应构建地下连续墙，通过地下连续墙对地下水进行阻隔，同时降低外部环境带来的不良影响，维护区域范围内工程项目的施工质量。为提高地下连续墙的施工质量，在实际建设与管理过程中，应提高成槽技术和工程检测技术水平，对地下连续墙成槽技术进行检查和优化，从而提高整体工程建设质量。

2 地下连续墙成槽技术分析

在地下连续墙的施工过程中，成槽施工技术是其中非常重要的施工技术之一，只有提高成槽质量，才能为连续墙的施工建设打好基础，提高连续墙的建设质量。随着科技水平的不断提升，地下连续墙成槽技术也在不断优化，目前，主要包括抓斗式、冲击式和回转式成槽方法。在实际使用中，抓斗式成槽法由于技术水平和效率高，应用较为广泛。

抓斗式成槽法在施工应用过程中，主要采用专门的抓斗成槽机进行作业（见图1），使用抓斗对土体进行切削，并将切削下的土体抓取到斗内带出，重复作业后实现成槽。该技术的实用性较强，能在大多数土质中应用[1]。抓斗式成槽法的使用效率非常高，并且能够随时进行纠偏和调整，有利于提高成槽精准度。

图1 抓斗式成槽机

冲击式钻进成槽法是最早的成槽技术，在实施过程中能与其他设备结合应用，对环境的适应性较强，可根据土体情况选择钻劈法或钻吸法。该技术应用过程中的效率相对较低，但成本同样较低，整体施工操作较为简单。

回转式成槽法在施工应用过程中，根据需求选择垂直回转或水平回转的钻进方式，对地下土质进行钻进和挖掘，实现挖土成槽。该技术应用过程中主要利用钻头进行钻进，因此，能应用于硬度较大的地基土体中，具有良好的施工效果。

3 项目概况

以北京城市副中心综合交通枢纽工程为例进行分析，工程位于副中心0101街区，与地铁6号线等轨道交通连接。工程项目的现场地表高程为21 m，一期工程施工中开挖土方4.5 m，槽底绝对高程为16.5 m。工程施工区域的基坑深度较大，并且存在复杂的水文地质情况。在基坑中设置3个槽段，使用抓斗式成槽工法进行施工，并进行相应的成槽实验，对地下连续墙成槽技术进行分析。

4 成槽施工流程

4.1 施工流程

在成槽施工过程中，首先，进行准备工作，施工人员应对施工区域进行测量，同时在导墙上做好标记，对不同槽段进行编号、定位，根据定位对整体槽段的施工方向进行垂直校准。其次，确定地下连续墙的施工顺序，操控机械设备进行抓取。抓取过程应保持平稳，同时对抓取切削的速度进行控制，避免对土体稳定性产生破坏，造成坍塌问题。在挖掘过程中，对抓挖深度进行测量，确保符合深度要求。最后，对槽底进行清渣，并对其进行测试，了解整体成槽情况。

4.2 成槽施工故障分析

为使成槽施工质量得到提升，减少甚至避免槽壁坍塌情况，提升地下连续墙的实际施工质量和稳定性，应对施工区域的地质情况进行深入分析和优化。在成槽施工过程中，由于地表地质和地下土质的硬度和整体性存在差异，施工时，若忽视土质强度影响，必然会对墙体的成槽施工效果产生影响，发生坍塌情况，不利于维护整体稳定性。因此，在使用成槽机进行抓挖前，要先对土质进行勘察，了解土质情况，对土质进行取样试验分析，避免土层性质对施工质量产生影响。

在抓挖过程中出现槽段偏斜和地连墙侵界的情况下，也会对地下连续墙的施工质量产生影响，严重情况下会导致连续墙内部钢筋无法成功绑扎，从而无法进行后续作业[2]。为避免槽段倾斜影响工程质量，在施工过程中，施工人员应提高对施工现场测量工作的重视。使用专业的设备对施工现场进行精准测量，并对导墙内侧进行调整，避免其发生形变，同时保证其垂直度。施工时，应对土质进行检测，根据土层的硬度对设备进行调节，避免硬度不同产生偏差，影响整体抓挖的精准度。在施工过程中，应由专门的检测人员在施工过程中和施工抓挖完毕后对槽壁的垂直度进行测量，确保其符合施工标准，发现垂直度不符合标准时，及时进行修整调直。

施工区域的土质较软并且含水量较大时，会出现渗漏情况，从而对整体施工效果产生不良影响。渗水和涌沙故障的产生的主要原因为墙体伸缩缝较大，在外侧水压的影响下，对成槽和地下连续墙产生影响。在处理过程中，应结合整体工程情况，对工程建设效果进行全面的调整和控制。进行成槽施工时，应使用工字钢对槽底进行加固，减小水压和混凝土变形对施工的影响，同时在抓挖后及时对槽底进行清理，将沉渣去除后进行控水，降低渗透影响，保障整体槽壁和地连墙的施工质量。

4.3 成槽局部失稳分析

在对富水软弱地层进行成槽施工的过程中，由于含水量较大，在施工过程中，成槽的护壁泥浆稳定性不足，导致发生局部存在坍塌失稳现象。根据实际情况分析影响成槽稳定性的因素，并对泥浆护壁的支护压力进行计算：

式中，ps为泥浆护壁的支护压力，N；rs为泥浆的重度，kg/m3；hs为泥浆液面高度，m；rw为地下水的密度，kg/m3；h0为地下水位高度，m。

通过计算得到支护压力，将压力与成槽的覆土承受压力进行对比，构建相应的失稳模型，从而得到影响成槽稳定性的因素。

考虑到地基土质含水量较高，在分析过程中，对软土层的实际强度进行计算和分析，利用计算机构建模型，分析软土层强度和覆土层厚度以及水分渗透情况等对成槽局部稳定性的影响。最终发现软弱层强度以及覆土情况对成槽稳定性的影响较大，水分渗透的影响较小，在施工过程中，应注意对软土地基进行测量和计算，根据实际的承压情况调整机械设备和泥浆支护情况，保障整体的施工安全性。

5 地下连续墙成槽检测技术分析

5.1 成槽施工检测技术

在工程项目的施工检测过程中，为使整体测验结果更加准确，应在成槽施工流程的基础上进行调整，成槽后进行相应的检测[3]。首先，确定实验流程和检测项目，并通过成槽检测技术对成槽情况进行检查。实验中使用两种成槽机：铣槽机和抓斗成槽机，将二者进行对比，了解其工艺实施效果。

其次，根据需求布置场地，将单个槽段布置在同一基坑，设置施工平台，避免设备对成槽稳定性产生影响。

最后，按照实验标准进行施工和检测。对1号槽段进行施工时，使用抓槽机作业，按照规定操作方式进行抓挖和引孔，整体成槽深度为55.5 m。抓槽机抓挖3次，第一次深度为25 m，第二次40 m，最后达到55.5 m，在每次抓挖完毕后，进行静置，并对槽壁的稳定性进行检测，整体施工完毕后，继续测量9～10次。在对2号槽段施工时，使用三轴搅拌桩加固槽壁后，使用抓槽机成槽。在对3号槽段施工时，槽壁同样用三轴搅拌桩加固，使用双轮铣成槽。在成槽过程中对其分别进行静置检测。检测时，2号和3号槽段的检测位置应为25 m、40 m、55.5 m和68.5 m。将检测结果进行记录，并形成表格。1号槽段检测结果见表1。

表1 1号槽段成槽检测记录

5.2 成槽检测分析

成槽实验的检测结果为3个槽段施工后经过静置后的槽壁均具有稳定性，在静置36 h后观察测量，其中，1号、2号、3号槽段沉渣厚度分别为2.2 m、10 m、0.2 m，垂直度依次为3.6%、5.4%、2.6%，见表2。

表2 3段成槽功效对比

根据项目施工实验结果进行分析，1号槽段的槽壁未进行加固，在成槽过程中能保持相对稳定状态。但在进行后续施工的过程中，受到地下砂层影响，未经过加固的槽段容易发生塌陷情况。2号和3号槽段均受到加固，在实际施工过程中整体表现稳定。在后续工程施工过程中，应根据实际情况对砂层部分的槽壁进行加固，提高槽壁的质量和稳定性。

在施工过程中，使用两种施工技术：抓斗式成槽工法和双轮铣成槽工法。二者均能正常成槽，具有良好的使用效果。其中，抓斗工法在应用的过程中整体施工效率较高，并且能够对垂直度进行调整，有利于降低偏差影响，但在抓挖完毕后，槽底的沉渣相对较多，需要额外的清渣处理。双轮铣工法应用过程中，通过连续作业，使整体的施工效率保持较高状态，相比抓斗工法能够有效节约近1倍时间（在挖掘深度在55.5 m时，抓斗工法消耗时间约为44 h，双轮铣工法消耗时间约为24 h）。

通过实验得出结论，根据槽段分析，其中，2号槽段的施工方式功效较高，铣抓成槽的抓槽时间消耗最短，在后续进行基坑地连墙成槽施工的过程中，可尝试进行搭配施工或者调整施工方法，提高整体的工程施工效率。

6 结语

综上所述，地下连续墙的不同槽段同时施工时，由于施工现场中存在一定的环境干扰，应结合实际的工作情况科学制订施工方案，降低各因素对施工质量的影响。在施工中，槽段稳定性受到地质情况影响，在地下连续墙施工环境为软弱土层时，应制定相应的支护措施，避免出现槽壁失稳坍塌等情况，或对槽段进行分段，并结合实际情况分别施工，以保障整体施工的稳定性。同时，注意成槽垂直度，提高检测次数和准确度，及时进行纠偏，根据地质情况和施工需求选择恰当的施工方法，从而保障整体的施工效果。